無損檢測(cè)技術(shù)在煤礦機(jī)械安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

作者/張明，廣州廣電計(jì)量檢測(cè)股份有限公司

無損檢測(cè)技術(shù)在煤礦機(jī)械安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

作者/張明，廣州廣電計(jì)量檢測(cè)股份有限公司

煤礦使用的設(shè)備儀器都是在環(huán)境較為惡劣的條件下進(jìn)行工作的，設(shè)備在使用過程中，通常都是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行并且會(huì)產(chǎn)生巨大的沖擊載荷。運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)和重載的工作環(huán)境會(huì)產(chǎn)生交變載荷，非常容易使設(shè)備自身零件損壞或是將設(shè)備自身缺陷擴(kuò)大，從而造成危險(xiǎn)性裂紋。為了防止這類情況的發(fā)生，必須對(duì)設(shè)備儀器進(jìn)行定期檢查。本文就無損檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)、必要性及運(yùn)行狀況，提出應(yīng)用時(shí)注意事項(xiàng)。

煤礦；無損檢測(cè)技術(shù)；安全監(jiān)測(cè)；應(yīng)用方法

無損檢測(cè)指的是利用光、磁、聲等特性，在不破壞設(shè)備性能的前提下，檢測(cè)出被測(cè)對(duì)象是否存在缺陷，并給出缺陷的位置、大小和一些詳細(xì)信息，通過分析這些數(shù)據(jù)來判斷被檢測(cè)對(duì)象目前的運(yùn)行狀態(tài)。煤礦機(jī)械安全檢測(cè)中使用的無損檢測(cè)技術(shù)最大的特點(diǎn)是可以在不破壞材料特性的情況下，完成對(duì)設(shè)備的檢測(cè)工作，幫助檢測(cè)人員得到最精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，以此來提高生產(chǎn)效率，于此同時(shí)，還可以幫助工作人員作科學(xué)合理的決策。無損檢測(cè)技術(shù)是最近幾年剛剛流行起來的一種綜合性技術(shù)，其的實(shí)用性極強(qiáng)，在煤礦設(shè)備維修過程中使用此類技術(shù)是非常必要的。

1.無損檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)

目前，無損檢測(cè)診斷技術(shù)已經(jīng)涉及到了很多科學(xué)領(lǐng)域，所使用的技術(shù)方法也很多，不僅有常使用的磁粉、滲透、超聲、射線，還有不常用的激光、聲發(fā)射、紅外線等。無損檢測(cè)診斷技術(shù)主要具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：

第一，以不破壞原部件為前提，利用材料固有缺陷發(fā)生的變化現(xiàn)象，通過分析現(xiàn)象判斷構(gòu)件內(nèi)部缺陷。

第二，給出多種可以及時(shí)準(zhǔn)確查詢構(gòu)件缺陷的位置、大小的方法，同時(shí)判斷其的危害程度。

第三，在煤礦設(shè)備維修過重中，不僅可以檢測(cè)出其操作是否符合要求，還能對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

第四，根據(jù)煤礦設(shè)備的過煤量，對(duì)重要部件進(jìn)行檢測(cè)診斷，同時(shí)對(duì)其的使用周期進(jìn)行評(píng)估，防止出現(xiàn)因?yàn)樵O(shè)備問題而引發(fā)的安全事故。

2.使用無損檢測(cè)診斷技術(shù)的必要性

煤炭行業(yè)高產(chǎn)高效礦井的挖采設(shè)備儀器正在向高強(qiáng)度、大功率、大噸位的方向發(fā)展，每個(gè)現(xiàn)代化礦井采煤設(shè)備的價(jià)值都高達(dá)上億元，所以必須提高煤礦設(shè)備的使用率。無損檢測(cè)技術(shù)越來越被人們認(rèn)識(shí)和使用，因?yàn)槠洳粌H可以直接對(duì)正在使用的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)工作，還能夠消除設(shè)備中潛在的隱患。煤礦設(shè)備工作環(huán)境很差，煤泥、噪音污染嚴(yán)重，并且挖掘現(xiàn)場(chǎng)也非常有限，這些條件都限制了無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)設(shè)備的檢測(cè)工作，而井下設(shè)備受力狀況有限，承受載重負(fù)荷大，非常容易引發(fā)安全事故。若是使用無損檢測(cè)技術(shù)可以提前檢測(cè)出失效位置，那么就可以避免此類危險(xiǎn)事故的發(fā)生。所以，使用無損檢測(cè)技術(shù)在預(yù)防設(shè)備失效工作中起著非常重要的作用。

3.無損檢測(cè)技術(shù)在煤礦機(jī)械安全檢測(cè)中的運(yùn)行狀況

■3.1 可以檢測(cè)通風(fēng)機(jī)葉片

通風(fēng)機(jī)屬于煤礦大型固定設(shè)備，它的主要目的是將井上新鮮的空氣傳輸?shù)骄拢ＷC井下工作人員的安全。在煤礦安全措施中，最為關(guān)鍵的便是保證風(fēng)機(jī)安全順利進(jìn)行。通風(fēng)機(jī)中核心位置是風(fēng)機(jī)葉片，因?yàn)橥L(fēng)機(jī)工作環(huán)境非常差，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中一些重要部位很容易發(fā)生疲勞裂紋。若是對(duì)葉片更換不及時(shí)，會(huì)使得疲勞裂紋進(jìn)一步擴(kuò)大，最后使得風(fēng)機(jī)葉片損壞。而且在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，若是其中一個(gè)葉片發(fā)生了斷裂，那么其他的葉片也會(huì)隨之損壞，對(duì)風(fēng)機(jī)造成很大損傷，降低了風(fēng)機(jī)工作效率。因此對(duì)煤礦機(jī)械進(jìn)行安全檢測(cè)時(shí)必須將風(fēng)機(jī)葉片作為定期檢測(cè)項(xiàng)目，對(duì)其進(jìn)行無損檢測(cè)工作。對(duì)風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行無損檢測(cè)時(shí)，必須先對(duì)被檢測(cè)葉片進(jìn)行清洗，同時(shí)還要詳細(xì)記下葉片存在的缺陷。

檢測(cè)工作結(jié)束之后，也要對(duì)葉片上殘留下來的試劑進(jìn)行清洗，防止這些試劑對(duì)葉片造成損傷，根據(jù)通風(fēng)機(jī)葉片的形狀和材料特性，一般都是使用磁粉檢測(cè)方法和滲透檢測(cè)方法。若是選用鐵磁性材料的葉片，就應(yīng)該使用磁粉檢測(cè)方式，若是使用鋁合金的非磁性材料的葉片，則應(yīng)該使用滲透檢測(cè)方式。

具體檢測(cè)過程中，不但需要對(duì)所有的葉片進(jìn)行無損檢測(cè)，還要使用磁粉檢測(cè)或是超聲波檢測(cè)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片和輪毅的連接軸進(jìn)行全方位檢測(cè)。

■3.2 可以檢測(cè)傳動(dòng)軸類

傳動(dòng)軸類在傳輸裝置中是非常重要的傳動(dòng)部件，在煤礦機(jī)械設(shè)備使用過程中非常廣泛。其中帶式輸送機(jī)主軸、通風(fēng)機(jī)主軸、提升式主軸都是非常關(guān)鍵的承載部件，若是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，很容易損壞傳動(dòng)軸內(nèi)部。如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)這類問題，損壞會(huì)隨著傳動(dòng)軸的運(yùn)行進(jìn)一步惡化，最后使得傳動(dòng)軸斷裂，降低生產(chǎn)安全性，甚至可以引發(fā)安全事故。在煤礦機(jī)械安全檢測(cè)工作中定期對(duì)傳動(dòng)軸部件進(jìn)行超聲波檢測(cè)，可以在一定程度上降低因?yàn)閭鲃?dòng)軸而引發(fā)的安全事故。

煤礦機(jī)械傳動(dòng)軸類的長(zhǎng)度可以高達(dá)4000mm，選用A型脈沖發(fā)射檢測(cè)技術(shù)能夠檢測(cè)縱波，同時(shí)對(duì)徑向的橫波進(jìn)行檢測(cè)，可以將傳動(dòng)軸中存在的缺陷及時(shí)找出來。在具體的檢測(cè)工作中，應(yīng)該結(jié)合傳動(dòng)軸的使用情況對(duì)軸類特殊位置的底面回波和缺陷波進(jìn)行精確判斷。

■3.3 礦井提升設(shè)備的連接部件

連接部件主要包含銷軸、吊鉤和馬鐙等，提升設(shè)備中一些重要部件，容易在受力集中位置發(fā)生斷裂情況。因此，必須對(duì)這些連接部件定期進(jìn)行無損檢測(cè)工作，同時(shí)還要對(duì)有缺陷的部件進(jìn)行更換，進(jìn)一步確保煤礦井下安全工作，保證正常生產(chǎn)。除此之外，對(duì)這些連接件進(jìn)行檢測(cè)的同時(shí)，應(yīng)該采用磁粉檢測(cè)或者滲透檢測(cè)方法對(duì)這些連接表面積進(jìn)行全面檢查，必要時(shí)使用超聲波設(shè)備對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。

4.無損檢測(cè)應(yīng)用注意的問題

當(dāng)前無損檢測(cè)技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備維修中使用程度還不高，為了能夠讓無損檢測(cè)技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中得到迅速發(fā)展，同時(shí)還確保井下安全生產(chǎn)，必須注意一下幾個(gè)問題：

（1）完善煤礦機(jī)械設(shè)備無損檢測(cè)技術(shù)評(píng)估和測(cè)定工作，進(jìn)行評(píng)估和測(cè)定工作必須要有正確的理論標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。我國(guó)在機(jī)械和鐵路等方面對(duì)頒布了無損檢測(cè)技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但是對(duì)于煤礦機(jī)械設(shè)備的無損檢測(cè)和評(píng)估，并沒有什么實(shí)質(zhì)性標(biāo)準(zhǔn)要求。比如經(jīng)常使用的鉆機(jī)鉆桿設(shè)備，使用鉆機(jī)鉆桿的無損檢測(cè)技術(shù)一般是參考《礦用反井鉆機(jī)鉆桿失效技術(shù)條件》的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。因?yàn)樾袠I(yè)與行業(yè)之間存在差異，制定的標(biāo)準(zhǔn)要求也不一樣，所以必須要深入研究和探索煤礦設(shè)備無損檢測(cè)的使用要求和范圍，完善煤礦機(jī)械設(shè)備無損檢測(cè)技術(shù)評(píng)估和測(cè)定工作，將零部件實(shí)效的評(píng)判原則作為設(shè)備檢測(cè)和評(píng)價(jià)的依據(jù)。

（2）為煤礦機(jī)械設(shè)備維修培養(yǎng)專業(yè)的無損檢測(cè)工作人員，在煤礦機(jī)械設(shè)備中，影響煤礦生產(chǎn)的零件非常多，在正式運(yùn)行之前，對(duì)需要對(duì)這些零件進(jìn)行安全檢測(cè)和評(píng)估；另外，無損檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)方法也有很多種，并且這些方法都有各自的優(yōu)勢(shì)和使用方向。這就要求檢測(cè)工作人員不僅要熟練掌握無損檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)和使用范圍，還能夠?qū)Ρ粰z測(cè)對(duì)象及時(shí)做出正確檢測(cè)方案。另外，檢測(cè)工作人員也要對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件有廣泛地了解。所以，檢測(cè)工作人員在正式工作之前必須進(jìn)行無損檢測(cè)技術(shù)專業(yè)培訓(xùn)，培養(yǎng)專門的無損檢測(cè)人員和隊(duì)伍，為日后煤礦機(jī)械設(shè)備無損檢測(cè)診斷技術(shù)的發(fā)展鋪墊基礎(chǔ)。

（3）創(chuàng)建全面為煤礦機(jī)械設(shè)備良好服務(wù)的無損檢測(cè)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。目前應(yīng)該凝聚團(tuán)隊(duì)力量和團(tuán)隊(duì)精神，制定出較為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方法，創(chuàng)建一個(gè)全方位、自上而下的網(wǎng)絡(luò)工作系統(tǒng)。對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)在未來的發(fā)展方向做一個(gè)總的規(guī)劃目標(biāo)，選擇可以提高煤礦生產(chǎn)效率的研究課題，鼓勵(lì)無損檢測(cè)技術(shù)人員能夠沖破工作難關(guān)，深入研究當(dāng)前無損檢測(cè)設(shè)備中存在的問題。除此之外，還應(yīng)該為無損檢測(cè)技術(shù)人員創(chuàng)造一個(gè)較好的交流平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工作人員之間的互幫互助、相互促進(jìn)，使無損檢測(cè)技術(shù)在已有的水平上再提高一個(gè)層次。

(4)開發(fā)出適合煤礦機(jī)械設(shè)備無損檢測(cè)的設(shè)備儀器。目前使用的無損檢測(cè)儀器大都是將微型計(jì)算機(jī)作為平臺(tái)，采集和整理數(shù)據(jù)，將過程控制、記錄存儲(chǔ)、信息處理等工作程序融為一體，這樣的檢測(cè)儀器可靠性高、靈敏度也高。煤礦機(jī)械設(shè)備工作環(huán)境存在易燃易爆氣體的安全隱患，因此必須要求礦用設(shè)備防爆性能好，但是目前使用的無損檢測(cè)設(shè)備都不符合該項(xiàng)要求。所以必須結(jié)合煤礦工作的實(shí)際環(huán)境，開發(fā)出適合煤礦機(jī)械設(shè)備無損檢測(cè)儀器。

5.結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，煤礦機(jī)械安全檢測(cè)中使用的無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)煤礦設(shè)備的核心位置的安全性評(píng)估有著非常重要的作用。定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)不但可以避免因?yàn)槌休d部位長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行造成的缺陷問題，還可以降低安全事故發(fā)生頻率。因此，在煤礦機(jī)械安全檢測(cè)過程中必須大力推行無損檢測(cè)技術(shù)。

＊ [1]龐旭.無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用在煤礦機(jī)械設(shè)備維修中的應(yīng)用探索[J].教育教學(xué)論壇,2016,（40）:141-142.

＊ [2]葛鴻廣.探究煤礦機(jī)械安檢與無損檢測(cè)[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2015,（04）:32-39.

＊ [3]項(xiàng)光輝.無損檢測(cè)技術(shù)在礦山機(jī)械安全檢查中的應(yīng)用[J].江西煤炭科技,2004,（04）:20-21.

＊ [4]劉陽(yáng)軍,趙建偉,武亞峰,等.鋼絲繩芯膠帶無損檢測(cè)技術(shù)在酸刺溝礦應(yīng)用[J].能源技術(shù)與管理,2011,（06）：89-91.